元素周期表是我們中學(xué)時(shí)就學(xué)過(guò)的知識(shí)。它揭示了化學(xué)世界的秘密，把一些看來(lái)似乎互不相關(guān)的元素統(tǒng)一起來(lái)，組成了一個(gè)完整的自然體系。而元素原子量是自然科學(xué)中的基本常數(shù)，測(cè)量原子量的水平是一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)研究能力的標(biāo)志之一。
世界上最精密的鐘表——鐿元素晶格原子鐘，理論上可達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)137億年誤差不足一秒的精確度。
國(guó)際同位素豐度與原子量委員會(huì)（IUPAC CIAAW）近日發(fā)布公告，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院建立的鐿同位素豐度校正質(zhì)譜法測(cè)量工作被評(píng)為最佳測(cè)量，采用該方法測(cè)量的鐿原子量標(biāo)準(zhǔn)值為173.045，被確定為新的鐿原子量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)值。至此，在元素周期表63種多同位素元素中，已有銻、銪、鈰、硒、鐿等10種元素的同位素組成和原子量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)值采用了該院的測(cè)量結(jié)果，標(biāo)志著我國(guó)同位素測(cè)量水平已處于國(guó)際領(lǐng)先行列。
中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院化學(xué)所王軍研究員告訴記者，修改前的鐿原子量173.054是基于2006年澳大利亞科學(xué)家采用熱電離質(zhì)譜方法的測(cè)定結(jié)果，但與先后發(fā)表的鐿同位素應(yīng)用分析數(shù)據(jù)有明顯差異。 CIAAW在2013年就指出要密切關(guān)注鐿同位素的測(cè)定進(jìn)展。
王軍介紹，近幾十年來(lái)，原子量測(cè)定主要依賴于同位素豐度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。同位素豐度可反映元素在自然熔化、蒸發(fā)、沉淀以及食物鏈傳遞過(guò)程中的變化，是元素特有的“指紋”。
中國(guó)計(jì)量院針對(duì)在該測(cè)量中發(fā)現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題，以及尚無(wú)鐿同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，導(dǎo)致鐿同位素應(yīng)用中測(cè)量數(shù)據(jù)缺乏可比性的現(xiàn)狀，開(kāi)展了準(zhǔn)確測(cè)定鐿同位素組成的研究。通過(guò)精密測(cè)量和可靠的測(cè)量系統(tǒng)偏差校正，使得鐿原子量的不確定度降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，并提高了標(biāo)準(zhǔn)值的正確度，研制了鐿同位素比標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW04623）,填補(bǔ)了該計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際空白，并被CIAAW 采納為最佳測(cè)量。
雖然“鐿”對(duì)大多數(shù)公眾來(lái)說(shuō)顯得很陌生。但是“鐿”的重要性卻不容忽視。“鐿是我國(guó)貯量豐富的稀土元素，在光纖通訊和激光技術(shù)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。”王軍告訴記者。比如，摻鐿激光玻璃是制造高功率和高性能激光武器的重要基礎(chǔ)材料，摻鐿光纖的光放大倍數(shù)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)光纖等。
隨著同位素測(cè)量精度的提高，鐿及其他稀土元素已被用于地球和天體物質(zhì)中同位素組成差異研究，探討太陽(yáng)系的物質(zhì)來(lái)源與演化序列。“鐿同位素組成以及原子量的測(cè)量技術(shù)和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，為其廣泛深入應(yīng)用，解釋科學(xué)現(xiàn)象和問(wèn)題提供了可靠的基礎(chǔ)性依據(jù)。”王軍表示。
在科技部等有關(guān)部門(mén)支持下，我國(guó)的同位素測(cè)量技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，目前已建立3項(xiàng)同位素測(cè)量相關(guān)社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，研制了鋅、硒、釤、鎘和鐿共45種系列同位素國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，初步構(gòu)建了我國(guó)同位素計(jì)量溯源標(biāo)準(zhǔn)體系，24項(xiàng)校準(zhǔn)與測(cè)量能力（CMC）獲得了國(guó)際互認(rèn)，中國(guó)計(jì)量院被IUPAC CIAAW列入同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)源的行列，為相關(guān)測(cè)量量值的可比性和可靠性提供了有力保障。
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